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        一種新發(fā)現(xiàn)的免疫形式有助于解釋細菌如何對抗病毒
        
			
        
				2019-01-30 10:36:34
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        當尋求保護自己免受病毒侵害時，一些細菌使用看似冒險的策略：它們等到入侵病毒已經(jīng)開始復(fù)制。洛克菲勒大學(xué)的研究表明，即使在延遲行動后，微生物如何使用兩種新發(fā)現(xiàn)的酶來抵抗感染。“病毒感染可以殺死細菌細胞 - 或者在某些情況下，病毒遺傳物質(zhì)可以提供諸如防御其他病毒的益處。有害病毒會立即開始復(fù)制，但有益的病毒將自身植入細菌基因組中，”Luciano Marraffini說道。 ，助理教授和細菌學(xué)實驗室主任。“通過使用等待觀察方法，并且容忍感染的初始階段，細菌能夠做出明智的選擇。”
        

        一種新發(fā)現(xiàn)的免疫形式有助于解釋細菌如何對抗病毒
        

        本周在Cell上發(fā)表的這項研究有助于解釋盡管細菌反應(yīng)遲鈍，細菌如何清除有害感染。在未來，它可能會為開發(fā)抗擊傳染病的新方法以及其他潛在應(yīng)用提供信息。
        

        最后一分鐘的防守
        

        該研究對兩種酶Csm3和Csm6進行了零處理，這兩種酶是被稱為CRISPR-Cas的細菌免疫系統(tǒng)的一部分。當這些酶在感染后期發(fā)揮作用時，它們會切斷病毒RNA。
        

        CRISPR(聚類有規(guī)律的散布短回文重復(fù)序列)系統(tǒng)是一種適應(yīng)性細菌免疫應(yīng)答，依賴于含有與病毒遺傳密碼相匹配的序列的DNA片段。CRISPR相關(guān)基因使用這些序列作為靶向入侵者進行破壞的指南。
        

        通常，CRISPR防御系統(tǒng)在注入細菌細胞后幾分鐘內(nèi)攻擊并破壞病毒DNA，因此入侵的病毒沒有機會復(fù)制。然而，在病毒DNA被復(fù)制并被轉(zhuǎn)錄到病毒DNA后，在該研究中調(diào)查的特定類型的CRISPR(稱為III型CRISPR-Cas系統(tǒng))等待病毒復(fù)制并在感染的后期階段進行攻擊。 RNA。
        

        “看來III型CRISPR-Cas實際上需要病毒來產(chǎn)生RNA才能靶向并破壞病毒DNA，”該論文的第一作者，研究生姜文艷說。“因此，該系統(tǒng)必須處理數(shù)百個病毒DNA鏈而不是一個，并且可能需要長達9個小時而不是幾分鐘來清除感染。”
        

        額外的保障措施
        

        在此之前等待存在著固有的危險，并且由于存在大量病毒基因組，CRISPR-Cas系統(tǒng)采用的典型DNA切割酶不能單獨阻止感染。研究人員發(fā)現(xiàn)，III型CRISPR-Cas也使用酶Csm3和Csm6靶向病毒RNA。
        

        為了觀察這種以RNA為中心的防御作用，Marraffini，Jiang和實驗室研究員Poulami Samai產(chǎn)生了一種突變形式的表皮葡萄球菌，缺乏Csm3和Csm6酶。當他們用病毒感染突變體和正常細菌時，突變體群體就會死于它。
        

        該研究闡明了這種CRISPR-Cas策略的功能，并對生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)具有潛在意義。因為它可以對基因組進行精確的靶向切割，所以CRISPR的DNA切割能力已被證明可用于開發(fā)基因工程技術(shù)。Marraffini說，了解CRISPR RNA切割酶的工作原理可能有助于操縱人體細胞的RNA含量。
        

        “這項研究還提升了我們對細菌如何與病毒相互作用的認識，這對于了解細菌的發(fā)病機制至關(guān)重要，”馬拉菲尼說。“病毒遺傳物質(zhì)可以增加病原體的毒力，同時病毒可以用來殺死臨床中的病原菌。了解細菌 - 病毒相互作用中的分子機制可以幫助我們對抗傳染病。”
        
			

			
          
        
			
        
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